基于文献计量学的我国水资源优化配置研究现状分析

曹永强， 李维佳， 袁立婷

(辽宁师范大学 城市与环境学院,辽宁 大连 116029)

基于文献计量学的我国水资源优化配置研究现状分析

曹永强， 李维佳， 袁立婷

(辽宁师范大学 城市与环境学院,辽宁 大连 116029)

水资源优化配置是实现水资源可持续发展目标的重要内容，也是水资源学科亟待解决的关键问题，准确把握与判断水资源优化配置的研究方向对促进水资源可持续发展意义重大。为揭示近20年来我国水资源优化配置领域的研究现状，从文献计量学的角度出发，以中国知网的《中国学术期刊(网络版)》中1997—2016年的期刊论文为数据源，以“水资源优化配置”为关键词进行检索，采用共词分析及可视化的方法，探究我国水资源优化配置研究的现状、热点与趋势。研究结果表明：水资源优化配置研究方向总体上经历了从单一向多元化的转变过程；在研究领域方面呈现多视角、学科跨度大但同时具备学科偏重的特点，主要涉及水利水电工程、资源科学、工业经济与环境科学等科学领域；在研究主题方面，节水型社会、水资源短缺、水权等是近20年水资源优化配置研究的热点主题，且“水资源管理制度”在今后一段时间内将是水资源优化配置研究的热点方向。

水资源优化配置；文献计量学；共词分析；关键词；热点与趋势

水资源是人类生存和经济社会发展的物质基础，是不可替代的重要自然资源[1]。世界上65%的水资源集中分布在10个国家，而占全球人口总数40%的80个国家却严重缺水[2]。水资源优化配置是指在一个已知的特定流域或区域内，工程与非工程措施并举，需要对有限的不同形式的水资源进行相对科学合理的分配，使其实现水资源的可持续利用，最终保证社会经济、生态环境、资源的协调发展[3]。目前，由于我国流域各级水利设施不完善、老化及严重落后，加之水资源统一管理制度不完善，从而导致我国水资源短缺、水质差、水量少等问题日益加重，水资源已经成为我国社会经济发展的重要制约因素。

自20世纪50年代起，随着经济、社会、资源等方面迅速崛起，水资源的需求量也与日俱增，不少经济发达、用水量大的地区已经开始出现水资源供需不平衡的问题。如我国河北邯郸市随着工业基地的发展和生态环境示范区的建设，经济社会用水需求量已经超过当地的水资源承载力，需从根本上解决邯郸市水资源供需矛盾[4]。从20世纪60年代起，我国开始出现以水库为先导的水资源优化配置这一理念[5]，在国外，水资源优化配置最早是通过使用规划技术来进行供水调度以及灌溉调水。如20世纪40年代，Masse最先提出了水库优化调度问题；Watkins等建立了以一种不确定性和风险性的水资源规划模型为主的水资源规划模型框架；Jha M.K.等建立了Guilderl and Dolente的水资源分配问题的多层次模型，体现了水资源优化配置中多层次、多目标的结构特点[6]。目前，我国关于水资源优化配置的研究成果十分丰富。赵勇等[7]将广义水资源优化配置理论与方法应用到我国宁夏自治区，制定了广义水资源优化配置方案，实现了宁夏自治区农业用水向工业及生活用水的转移，支撑了该区域生态系统与经济系统的可持续发展;张勇传等最开始运用水电站水库调度最优化的方法，为拓溪水电站制定了优化调度图，并且对梯级水电站群以及电力系统进行了联合优化[8];付银环等[9]运用两阶段随机规划法来对灌区进行水资源优化配置，充分提高了水资源利用效率，为决策者提供了更准确的决策空间，真实地反映了水资源优化配置的形式;张运凤等[10]以最严格水资源管理制度为基础，提出了灌区的水资源优化配置方案及管理制度的改进建议;王建华等[11]采用以人口数量与GDP规模为表征指标的水资源承载力模型，分析计算了沂河流域不同水平年的水资源承载力，为该区域的经济社会的可持续发展提供了依据。

共词分析法最早出现于20世纪70年代中后期，是由法国研究人员在开发“leximappe”系统时提出的，当时被称为“Leximappe Program”，其思想来源于文献计量学中的引文耦合与共被引分析[12]。目前，共词分析方法已经被应用到多个研究领域，用于探索各研究领域的研究现状，发掘其研究热点，研究其历史脉络及其相互关系，并在众多领域都取得了意义重大的丰硕成果。近年来，我国关于水资源优化配置热点问题的文献逐渐增多，但是对近年来水资源优化配置的研究现状及发文数量等情况进行研究和分析的文献相对较少。鉴于共词分析方法的适用性与优越性，本文采用该方法来探讨水资源优化配置的研究现状、研究热点与趋势。以中国知网的《中国学术期刊(网络版)》中1997—2016年的期刊论文作为数据源，运用Bibexcel共词分析软件对关键词进行统计，形成共词矩阵，再采用Ucinet和Netdraw软件形成关键词可视化网络，分析水资源优化配置研究的现状、热点及其趋势。

1 水资源优化配置研究总体概况

1.1 水资源优化配置研究的趋势分析

以中国知网1997—2016年的期刊文献数量作为数据来源，日期截止到2016年9月24日，检索到以“水资源优化配置”为关键词的期刊文献共4 475条结果，每年发文量以及发文趋势如图1所示。

图1 近20年以“水资源优化配置”为关键词的文献数量分布趋势图

由图1可知，1997—2016年以“水资源优化配置”为关键词的文献数量总体呈上升态势。其中，在1997—2006年间，文献数量缓慢上升，其总数占近20年水资源优化配置发文量总数的36.8%。2002年，我国水资源时空分配不均问题日益严峻，发文数量相比以往显著增加，此后随着我国南水北调工程的开通，水资源优化配置这一问题得到了相关领域专家学者的广泛关注。文献数量在2007年和2010年分别出现了两个小高峰，尤其是2007年的文献数量达到了342篇，占近20年总数的7.64%，主要是由于2007年1月全国流域综合规划修编工作的全面启动，促进了水资源综合治理、优化配置和高效利用及其相应研究成果的大量涌现[13]。2010年后，我国水资源优化配置的理论性研究多倾向于可持续发展利用与生态环境保护方面，且正处于摸索阶段，论文数量稍有回落。由于本文的数据检索截止日期为2016年9月24日，因此2016年的文献数量较少。

1.2 文献科学领域的分布情况

对中国知网近20年以“水资源优化配置”为关键词的期刊文献数量在各个学科领域的分布情况进行检索，结果如图2所示。

图2 学科领域发文分布图

由图2可知：发文机构主要集中在水利水电工程、资源科学、工业经济等领域，其中水利水电工程领域处于领先地位，发文量达3 191篇；其次是资源科学与工业经济等领域，发文量分别为1 976篇和512篇；同时在环境科学与资源利用、农业工程、宏观经济管理与可持续发展、农业经济等学科领域均有涉猎；计算机软件及计算机应用、行政法及地方法制等领域的发文量较少，分别为34篇和38篇。水资源优化配置通过对工程、实际模型、法律等多方面进行研究，促进了水利水电工程与资源科学等学科的发展，并且期刊文献的分布特点充分体现了水资源优化配置学科领域分布的多视角、学科跨度大且有学科偏重的特点。

1.3 水资源优化配置高引论文简述

基于上述对论文的检索方式，得到具有代表性的被引频次前10篇论文，见表1。从整体上来看，高被引论文可以反映有关水资源优化配置研究突出的热点问题。分析表1，可得出我国水资源优化配置研究当前所关注的热点问题为：水资源承载力、水权与水市场、可持续发展、区域性的生态需水以及多目标遗传算法。

表1 以“水资源优化配置”为关键词的前10篇高被引论文分布情况

其中姚治君等[14]以总结的方式阐述了区域水资源承载力的研究历史及现状，并完善了水资源承载力的概念、涵义，对水资源承载力的理论体系进行了较为深刻的分析。汪恕诚[15]提出了水权和水市场同是水资源优化配置的经济手段，并且要运用政府的宏观调控、民主协调与市场调节3种方式进行配置。目前，部分地区已经出现了市场按需配置与用户参与相结合的方式，并且这一方式在未来会成为热点趋势。冯耀龙等[16]系统分析了以可持续发展为原则的区域水资源优化配置，并追求经济目标、社会目标与生态环境目标最大化，为进一步深入了解水资源优化配置发展研究奠定了重要的基础。尽管高被引论文在一定程度上能够反映出水资源优化配置的主流方向与热点问题，但是随着科学技术的发展和社会经济背景的不断演变，我国学者势必要更新水资源优化配置的研究思路，拓宽相关的研究内容与研究方法。

2 水资源优化配置共词网络分析

共词分析法(Co-word Analysis)是一种内容分析方法，主要是通过对能够表达某一学科领域研究主题或研究方向的专业术语共同出现在一篇文献中的现象分析，判断学科领域中主题间的关系，从而展现该学科的研究内容与结构[17]。本文采用Bibexcel共词分析软件对高频关键词进行两两配对，统计它们在4 475篇文献中出现的频次，从而形成共词矩阵；然后用Ochiia系数将共词矩阵转换成为相关矩阵(相似矩阵)，方法是将共词矩阵中的每个数都除以与之相关的两个关键词总频次开方的乘积[18]。

(1)

根据对计算结果的统计，得到高频词相异矩阵，见表2。表中数据表示词与词之间的相似性，其数值越大，表示关系越近，相似度越大[19]。

表2 近20年部分高频关键词共词相异矩阵(部分)

采用Ucinet可视化软件将相异矩阵处理成。“##h”的文件格式，利用Netdraw软件绘制如图3所示的可视化网络图。网络可视图可以形象地看出词与词之间的关系，节点表示关键词的中心度，节点越大，其中心度越高，两个词之间的连线也就越粗。

图3 高频关键词共现网络可视图

由图3可知，节水型社会、水资源管理体系、水资源保护、水资源开发利用、水资源统一管理等关键词在水资源优化配置研究领域中位于前列，并且具有紧密的关联性，均是近20年水资源优化配置的研究热点。这些热点主题也是水资源优化配置研究工作的重点内容。这些主题周围还围绕着一些较小的研究领域，例如多目标、遗传算法、水利现代化等，与各主题之间有着较为紧密的联系。

3 水资源优化配置关键词频次分析

为了更好地研究水资源优化配置的研究现状，深入分析关键词间的内部联系，采用Bibexcel共词分析软件计算与“水资源优化配置”共同出现的关键词的频数。筛选出词频大于50次的关键词，并且整合补充表述相同或相近的高频关键词，如将开发利用、可持续发展、可持续利用合并为可持续发展利用；将水资源合理配置、优化配置、水资源配置合并为水资源配置。整合后的结果见表3。

由表3分析可知：①关于“水资源优化配置”方面的期刊文献中，水资源作为水资源优化配置的基础学科，其出现频次为819次，占统计高频词的12.64%，说明水资源优化配置也是水资源学科的重要研究内容；②在频次大于50次的关键词之中，水资源配置、可持续发展利用、节水型社会的频次也较高，共占统计高频词的23.44%，这与我国水资源短缺、节水意识逐渐加强，一直以来提倡可持续发展战略等有密切的相关性；③水资源短缺、水资源保护、节约用水反映出了当前的社会热点问题，并且目前我国面临的水资源短缺也是亟待解决的首要问题，因此关键词频次较高；④水权、治水思路,属于水资源优化配置的权力规则与政策方法，这也可以看出我国在水资源意识形态方面的逐步重视；⑤从水资源统一管理、水务一体化管理、取水许可制度等关键词可以看出我国在水资源管理制度上不断健全，实施最严格水资源管理制度的提出无疑是水资源优化配置问题的重要决策[20];⑥目前，我国对水资源优化配置的研究多倾向于理论研究与数据模型的应用，而在未来水资源优化配置的研究热点问题中，为了协调经济、社会、生态环境的共同发展，我国当前亟须把可持续持发展与宏观经济发展、宏观经济调控与市场规律紧密结合起来，从高频关键词中水资源费、水量分配两个关键词可以看出这一观点。

表3 近20年有关水资源优化配置的期刊文献高频关键词及词频

4 水资源优化配置的研究热点与趋势

由于中国知网上历年排名靠前的关键词在近20年中以“水资源优化配置”为主题的文献中出现的频次较高，可以反映水资源优化配置的突出热点与趋势问题。因此，本文对文献中历年排名靠前的高频关键词进行梳理，并对以“水资源优化配置”为主题的研究特点进行分析。其中，排名靠前的关键词出现频次从大到小分别为：水资源、优化配置、节水型社会、水资源管理、水资源保护、水资源管理制度、水资源配置、可持续利用、水权和可持续发展。高频关键词的发展趋势如图4所示，并以出现频次较高的水资源、优化配置、节水型社会3个关键词为例，绘制变化趋势平滑曲线。通过对图4的分析可得到近年来水资源优化配置的研究热点，还可以了解热点问题的变化以及基本趋势。

图4 我国有关“水资源优化配置”文献高频关键词的10年发展趋势

图4中列举的高频关键词可以反映出水资源优化配置研究演进的3个方面的特点：

1)在2007—2016年间，我国在水资源优化配置研究领域中较早出现的热词是“水权”。由于水权是一种特殊的产权，其本质是用益权，因此首先对初始水权的制度优先进行确定的思路是值得肯定的。在近10年中，“水权”一词最早出自姜宏谋于2007年发表于《水利发展研究》中的“关于节水型社会建设主要内容的探讨——以宁夏节水型社会建设为例”一文，较早地阐述了节水型社会建设应在水权与水市场的指导下进行。随着对水资源的需求日趋紧张，水危机逐渐成为我国一项严重的社会危机，资源的稀缺性是促使资源使用制度变更的重要因素。因此我国亟须对水资源进行合理有效的配置，建立健全有效的水权初始分配与水权再分配制度，并且完善水权交易市场[21]。随后“水权”“节水型社会”“水资源保护”“可持续发展”等成为研究水资源优化配置的热门词汇，体现出我国从“十七大”以来，随着国家生态文明理念的提出，对水资源优化配置的要求越来越高，国家已开始致力于资源节约与环境保护的工作之中。为此，我国近期在“十三五”规划中扎实开展对水资源的保护，以松辽水域功能区为模型建立了严格的监督管理制度，强化饮用水水源地的保护并且完善流域水资源保护以及水污染防治的协调机制，成果显著[22]。

2)2007—2016年间，“水资源”与“优化配置”始终是研究热点。水资源优化配置中“水资源”与“优化配置”是基本单位，涉及到经济、社会、可持续发展等众多领域。因而简单的工程措施已经很难满足水资源优化配置的目标要求，需要借助对水资源的保护、水资源管理制度的完善、遵循环境限制与市场规律等来对“水资源”进行“优化配置”，并且改革水资源管理体制，落实水务一体化管理，以适应市场需求为目标，对水资源进行统一规划和管理，并在制度上不断革新和完善，为优化水资源配置提供保障。

3)近5年来(2012—2016年)，“水资源管理制度”成为最新出现的热词。一方面，学界已经认识到水资源的优化配置需要建立最严格的水资源管理制度，从而解决我国日趋严峻的水资源问题，实现水资源的有效利用和保护，根本上要靠政策、靠制度、靠改革。另一方面，中央水利工作会议与2011年中央1号文件明确提出，把实行最严格的水资源管理制度作为加快转变经济发展方式的战略举措，把建设节水型社会作为建设资源节约型、环境友好型社会的重点内容。并且在2012年1月，我国国务院出台了实行最严格的水资源管理制度的意见，对实行最严格的水资源管理制度进行了全面布局[23]。此外，近期还有研究提出从提高水生产力的角度来促进最严格的水资源管理制度的实行，阐述了最严格水资源管理制度在人水关系发展中所处的阶段及所需的社会水生产力水平，提出水利科学技术是落实最严格水资源管理制度的第一生产力[24]。当前学术界对水资源管理制度这一问题展开了深入探讨，并在今后一段时间内这一研究主题有可能成为研究热点。

5 结语

1)从期刊文献数量来看，1996—2016年近20年以来我国有关水资源优化配置的期刊文献总体上呈快速增长趋势，特别是2007年由于全国流域综合规划修编工作的全面启动，使水资源优化配置得到国内学者的广泛重视，2007年的发文量出现小高峰。从学科领域分布情况来看，水资源优化配置在水利水电工程与资源科学的学科领域中发文量所占比例较高，总体呈现多视角、学科跨度大、学科偏重的特点。

2)通过分析近20年来被引频次前10位的论文与关键词的频次，得出水资源承载力、水资源配置、水权与水市场、可持续发展、区域性的生态需水以及多目标遗传算法是近20年来水资源优化配置方面所探讨的重点内容，并且从高引论文的分析中可以得出有关水资源优化配置研究的热点问题。

3)从关键词研究热点与趋势来看，我国水资源优化配置研究方向主要集中在水资源、水资源配置、可持续发展利用、节水型社会、水资源管理体系几个方面，围绕这几个热点问题形成了水资源优化配置新的研究视角，其关联性较为紧密，且学科领域分布广泛，说明我国从社会需求角度出发，水资源优化配置朝着更高层次方向发展。

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TheResearchStatusonOptimizedAllocationofWaterResourcesBasedonBibliometricsinChina

CAO Yongqiang， LI Weijia， YUAN Liting

(School of Urban Planning and Environmental Science, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China)

The optimal allocation of water resources is an important content to achieve the goal of sustainable development of water resources, and is also the key problem to be solved for water resources subject, so accurately judging the research direction of optimal allocation of water resources to promote the sustainable development of water resources is of great significance. In order to reveal the research status in the past 20 years in the field of optimal allocation of water resources in China, in this paper, from the perspective of the bibliometrics method, taking journal articles from 1996 to 2016 in the Chinese Academic Journals (Online Edition) of CNKI as the data source and the "optimal allocation of water resources" as the keyword search, the research status, hotspots and trends in the field of the optimal allocation of water resources in our country were explored adopting the co-word analysis and visualization. The results show: the optimal allocation of water resources research direction on the whole has experienced from single to diversified transformation process; it presents the multiple points of view, large discipline span and has the characteristics of laying particular stress on disciplines in the research field, mainly related to water resources and hydropower engineering, resource science, industry economics and environmental science and other fields of science; in terms of research topic, water-saving society, shortage of water resources and water rights are research hotspots of the optimal allocation of water resources in recent 20 years, and the "water resources management system" will be a hot trend over a period of time in the future.

optimal allocation of water resources; bibliometrics; co-word analysis; keywords; hotspots and trends

2017-05-04

国家自然科学基金项目(51579126)。

曹永强(1972—),男,内蒙古丰镇人，教授,博士,从事水文水资源方面的研究。E-mail:caoyongqiang@lnnu.edu.cn。

10.3969/j.issn.1002-5634.2017.05.008

TV213.4

A

1002-5634(2017)05-0063-07

(责任编辑陈海涛)